液压装备数据采集与健康预测

一、液压系统数据采集与健康预测必要性分析

液压技术广泛的应用在工程机械、冶金机械、轻工农林机械、船舶、航空航天及国防等领域的各类装备中。液压系统在运行中,由于液压油中固体颗粒的存在,致使液压元件的各配合间隙逐渐加大,导致液压系统泄漏量、流量、压力、油温和油液污染等级等参数与使用时间的延续,逐渐从初始数据偏离,直至达到显性的故障数据,示意图如图1所示。

图1 参数数据演变过程

图2 压力数据演变图 1- 压力原始数据;2- 临界压力数据;3-故障压力数据

表1 各参数变化与泄漏量关系

液压系统健康状态与液压系统总泄漏关系密切

目前,液压系统数据采集依靠压力、流量、温度和油液污染颗粒等传感器或仪器进行采集,而且需要安装到液压系统中而且需要必要的数据存储、处理系统,对于没有设置传感器和数据处理系统就无法实现液压系统健康监测。“液压有源测试技术”——专利技术,不需要液压系统装备有各类传感器的情况下,采集和后期数据液压系统和液压元件的泄漏量数据,为液压系统健康状态的诊断提供科学手段。

二、液压有源测试技术

1. 简单介绍

液压有源测试技术是在一定的测试压力下,液压有源测试仪(也称为液压系统数据采集仪)向被检测液压系统输入一定流量的测试油液,通过对测试仪溢流阀回油量进行测量,依据液压元件出厂泄漏量标准,来确定液压元件的性能优劣。工作原理示意图如图3所示。

2. 主要功能

① 采集液压系统压力、流量、泄漏量和固体污染颗粒状态等数据,可以实现液压系统健康状态的实时检测;

② 诊断故障液压系统故障部位,诊断分两步:初诊和精诊,初诊是对液压系统故障支路的诊断 (采集仪向代替被测试液压系统的液压泵,但利用被测试液压系统的电气控制策略或工艺流程,被测试液压泵必须停止工作),精诊是对故障支路液压元件的诊断(被测试液压系统关电,在有源测试环境下完成);

③ 液压系统健康状态检测,预知液压系统故障部位,实现零库存备件。

④ 液压元件出厂检验、液压元件维修前后检验、液压系统排气、安装质量检验与调试等。

如图4、5为专利证书和二代机外观图。

图3 测试原理示意图 a-测试仪 ;b-快速接头;c-被测试液压系统;d-加油接头

图4 发明专利证书

图5 液压有源测试仪外观图

3. 部分应用案例

液压有源测试技术分别应用在中国科学院天文台FAST国家重大项目关键部件液压促动器可靠性检测、玉田兴民钢圈有限公司美国生产线、交通部北海救助局救助拖轮159、唐山港集团股份有限公司翻车机、唐山宏远专用汽车有限公司桥梁检测车、唐山盛通锻造有限公司的1250T锻造机等重大装备中得到应用,得到用户的认可和肯定。部分应用现场照片参见图

图6 部分应用案例

4. 部分完成合同

图7 某公司翻车机液压系统数据采集合同

图8 某公司桥检车液压系统数据采集合同

三、建立数据档案,并提供故障预测

利用液压系统健康检测数据库和专家诊断系统,出具检测项目成果详单,为用户提供液压系统健康状态 告,对临界故障进行预测。

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